Результаты исследования опубликованы в журнале «Антибиотики и химиотерапия». Пептиды – это белковые молекулы, состоящие из аминокислотных остатков. Они участвуют в регуляции множества биохимических процессов организма, могут действовать как гормоны, ферменты и антибиотики. Конкретно антимикробные пептиды представляют собой небольшие молекулы, способные подавлять клетки микроорганизмов. Они обладают низкой токсичностью по отношению к клеткам собственного организма, а устойчивость к ним бактерий вырабатывается медленнее, чем к традиционным антибиотикам.
Сейчас такие природные препараты изготавливают с помощью лейкоцитов млекопитающих (собак, коз, обезьян, лосей). Использование же активных пептидов из лейкоцитов человека – это перспективный многообещающий подход к созданию новых лекарственных препаратов. В настоящее время отсутствуют аналоги производства таких субстанций.
Выделение пептидов из клеток организма происходит обычно химическими или физическими способами с использованием растворов и низких температур. Но в большинстве случаев такие методы приводят к потере молекулярной массы пептидов, которые и так в лейкоцитах содержатся в небольших концентрациях. Более оптимальный вариант – применение низкочастотного ультразвука, который на данный момент не используется для этих целей. Меняя частоту ультразвукового воздействия, его мощность, продолжительность и состав используемой среды, можно получить продукт с необходимыми свойствами.
Для определения антимикробных свойств ученые Пермского Политеха исследовали лейкоцитарный пептидный комплекс, полученный после воздействия ультразвука на лейкоциты доноров. Также использовали бактерии нескольких классов – Staphylococcus, Escherichia coli и Bacillus subtilis, которые в больших концентрациях приводят к воспалительным процессам в организме. Например, инфекции кожи, пневмонии, эндокардиту, пищевому расстройству. С их помощью политехники проверяли реакцию бактерий на препарат. Наносили на них по 10 мкл исходного раствора лейкоцитарного комплекса и его разведений. Затем на сутки оставляли при 37°C и измеряли диаметры зон подавления роста бактерий.
«Эксперимент показал, что препарат имеет высокую антибактериальную активность и практически в одинаковой степени подавляет рост бактерий рода Staphylococcus. На бактерии E.coli и Bacillus subtilis действует немного слабее. Это подтверждает, что полипептидный комплекс, полученный из лейкоцитов крови человека с использованием ультразвуковых волн, перспективен для изготовления новых противомикробных препаратов», – рассказывает доктор медицинских наук, профессор кафедры окружающей среды Пермского Политеха Лариса Волкова.
Политехники также изучили спектр молекулярных масс препарата и выяснили, что он состоит из пептидов с массой от 440 до 3000 дальтон (единица, применяемая для масс молекул и атомов) и представляет собой комплекс из 15 основных пептидов. Это говорит об эффективности использования ультразвука, при обработке которым сохраняется необходимый массовый состав.
«Наша команда вносит большой вклад в разработку инновационных лекарственных препаратов мирового уровня. Экспериментальные данные говорят о широком спектре антибактериальной активности лейкоцитарного пептидного комплекса, обработанного ультразвуком. Мы регулярно занимаемся совершенствованием технологии и поиском новых биологических свойств препарата», – поделился руководитель проекта, кандидат медицинских наук Александр Волков.
Полученные результаты ученых Пермского Политеха позволят без ущерба извлекать пептидные соединения из клеток организма и в перспективе создавать комплексные лекарственные средства для лечения инфекционных заболеваний.